균형감각·운동성 약 2배 이상 향상
알츠하이머병 등에도 치료 활용 기
◆…나노-자기유전학을 이용한 DBS의 파킨슨병 운동 장애 치료 효과. 자료=기초과학연구원 제공
국내 연구진이 자기장을 이용해 무선으로 파킨슨병 증상을 완화할 수 있는 새로운 치료법을 개발했다.
천진우 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 단장과 곽민석 연구위원(연세대 고등과학원 교수) 연구팀은자기장으로 뇌 심부의 신경세포 활성을 유도해 파킨슨병의 효과적인 치료가 가능한 '나노-자기유전학 기반 뇌심부자극술'을 개발했다고 1일 밝혔다.
퇴행성 뇌 질환의 일종인 파킨슨병은 운동 조절에 중요한 역할을 하는 도파민 신경세포가 사멸되며 몸의 떨림과 경직, 자세 불안정 등 운동 장애 증상이 나타난다. 아직까지 근본적인 치료제는 없고 약물요법으로 뇌에 부족한 도파민을 보충한다.
일상생활이 어려운 중증 환자의 경우 증상완화를 목적으로 전극을 뇌 깊숙이 삽입시켜 신경세포들의 활성을 자극하는 DBS(뇌심부자극술) 수술을 시도한다. 다만 뇌출혈 및 조직 손상과 같은 심각한 부작용이 발생할 수 있고 전기자극이 가해지는 동안에만 치료 효과가 유지된다는 단점이 있다.
연구팀은 이러한 단점을 보완하기 위해 나노-자기유전학 기술을 DBS에 적용했다. 나노-자기유전학은 자기장을 이용한 무선으로 뇌의 특정 신경세포를 활성화해 뇌 기능을 제어할 수 있다.
뇌 심부에 자성을 띠는 나노 크기의 입자를 주입하면 특정 자기장에 감응해 힘을 발생시키면서 특정 신경세포 표면에 붙어 신경세포의 활성화를 유도하는 방식이다.
연구팀이 파킨슨 병에 걸린 쥐를 대상으로 자기장 자극을 준 결과, 뇌 특정 영역인 시상하핵 신경세포가 10배 이상 활성화됐으며 균형감각과 운동성도 약 2배 이상 향상돼 정상에 가까운 운동 능력을 보인 것으로 나타났다.
특히 2주간 매일 반복해서 자극을 받은 파킨슨 쥐는 자극을 중단한 24시간 후에도 회복된 운동 능력이 약 35% 유지됐다.
천진우 단장은 "나노-자기유전학을 활용하면 기존 DBS 방식보다 비침습적이고 정밀하게 신경세포를 자극, 파킨슨병 증상을 완화할 수 있다는 사실이 확인됐다"며 "파킨슨병뿐 아니라 뇌전증, 알츠하이머병 등 다양한 신경 질환 연구 및 치료에 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '나노 레터스'에 지난달 10일 게재됐다.
